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高温热泵系统动静态模拟及性能影响因素分析

哈尔滨工程大学学报 2025年

作者：赵雨菲范静波李勇宋春雨谢公南马素霞太原理工大学电气与动力工程学院山西焦煤集团森源节能环保有限公司煤电清洁控制教育部重点实验室西北工业大学航海学院

为了研究压缩机等熵效率、系统过热度和过冷度等关键因素对高温热泵系统性能的影响，本文构建了适用于热泵循环的ASPEN HYSYS仿真模型，采用动态模拟与静态模拟相结合的方式对模型进行模拟研究。结果表明：动态模拟过程在200s时基本稳... 详细信息

为了研究压缩机等熵效率、系统过热度和过冷度等关键因素对高温热泵系统性能的影响，本文构建了适用于热泵循环的ASPEN HYSYS仿真模型，采用动态模拟与静态模拟相结合的方式对模型进行模拟研究。结果表明：动态模拟过程在200s时基本稳定，其稳定值与静态模拟输出值基本一致；当过热度、过冷度、压缩机等熵效率增加时，系统性能系数（coefficient of performance， COP）也增加；且过冷度每增加1℃，制热系数COP约提升0.05，而过热度增加1℃，制热系数COP仅提升约0.01；绝热效率90％，过热度与过冷度均取8℃时，系统得到最大COP为3.31。当过热度降低、压缩机绝热效率增加时，可有效降低排气温度；绝热效率90％，过热度取5℃时，压缩机得到最小排气温度108.8℃；相较于过热度与过冷度，压缩机等熵效率对系统性能影响更明显。因此适当增加过冷度、提升压缩机等熵效率，合理降低过热度可以有效提高热泵性能。

关键词：高温热泵单螺杆压缩机等熵效率过热度过冷度排气温度循环性能动静态模拟

基于修正超指数迭代算法的双模式盲均衡算法仿真研究

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系统仿真学报 2005年第11期17卷 2604-2605,2632页

作者：孙丽君孙超河南工业大学信息科学与工程学院西北工业大学声学工程研究所陕西西安710072 西北工业大学声学工程研究所

收敛速度和剩余均方误差是评价盲均衡算法性能优劣的主要参数之一。超指数迭代盲均衡算法收敛速度快,但是,该算法对高阶QAM信号具有较大的剩余均方误差。针对数字无线电信道的盲均衡问题,提出了一种修正的超指数迭代盲均衡算法,该算法... 详细信息

收敛速度和剩余均方误差是评价盲均衡算法性能优劣的主要参数之一。超指数迭代盲均衡算法收敛速度快,但是,该算法对高阶QAM信号具有较大的剩余均方误差。针对数字无线电信道的盲均衡问题,提出了一种修正的超指数迭代盲均衡算法,该算法可校正无线电信道引入的载波相位旋转,并具有较快的收敛速度。在此基础上又提出了一种双模式盲均衡算法,该算法在收敛阶段采用修正的超指数迭代算法,之后根据某一切换准则,切换到判决导引算法,可有效减小超指数迭代算法对高阶信号的剩余均方误差。通过仿真证明了本算法的有效性。

关键词：数字通信盲均衡超指数判决导引双模式

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宽带波束域相干信号子空间高分辨方位估计

声学学报 2006年第5期31卷 418-424页

作者：鄢社锋马远良侯朝焕中国科学院声学研究所北京100080 西北工业大学声学工程研究所西安710072

提出了宽带波束域相干信号子空间目标高分辨方位估计的频域处理与时域处理方法。分别设计出一组覆盖观察扇面的频域和时域低旁瓣恒定主瓣响应宽带波束形成器,然后对频域或时域波束形成器输出数据运用MUSIC方法估计目标方位。时域处理方... 详细信息

提出了宽带波束域相干信号子空间目标高分辨方位估计的频域处理与时域处理方法。分别设计出一组覆盖观察扇面的频域和时域低旁瓣恒定主瓣响应宽带波束形成器,然后对频域或时域波束形成器输出数据运用MUSIC方法估计目标方位。时域处理方法不需要进行频带分解,相对于频域处理需要较少的缓存和运算量。所提出的方法还可以在保证波束主瓣响应恒定的同时,通过在旁瓣区域形成期望宽度和深度的凹槽,用于抑制观察扇面外强干扰源。计算机仿真结果表明,本文的时域处理方法能够获得与本文频域处理方法相近的方位分辨与估计性能,它们都能够分辨相干信号源,且方位分辨与估计性能都高于已有方法。通过在干扰方位设计凹槽,较好地抑制了观察扇面外强干扰源,改善了对相干的弱信号源的方位分辨与估计性能。

关键词：宽带波束形成器相干信号源方位估计波束域高分辨信号子空间时域处理频域处理

基于峰度自然对数最大化的信号盲分拣算法和盲波束形成

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电子与信息学报 2003年第2期25卷 187-194页

作者：倪晋平马远良孙超西北工业大学声学工程研究所西安710072 西安工业学院西安710032

该文基于峰度自然对数最大化准则,提出了一种自适应一元信号盲分拣算法,提出的算法可以用于一元信号盲分离和进行盲波束形成,与基于峰度值最大化准则的KMA算法相比,收敛速度快,有较强的稳健性,将非线性函数引入学习速率的调节,算法自动... 详细信息

该文基于峰度自然对数最大化准则,提出了一种自适应一元信号盲分拣算法,提出的算法可以用于一元信号盲分离和进行盲波束形成,与基于峰度值最大化准则的KMA算法相比,收敛速度快,有较强的稳健性,将非线性函数引入学习速率的调节,算法自动选取学习步长,避免了人工选取学习速率不当而导致算法发散。同时,提出了两种复数抽气算法,配合一元信号盲分拣算法可以依次分离多个信号源,仿真试验验证了算法的有效性。用提出的算法在四元线阵上盲分离两个水声信号,结果发现,一元信号盲分离实现的盲波束形成波束图与最优波束接近。

关键词：峰度自然对数最大化信号盲分拣盲源分离高阶累积量自适应随机梯度算法

基于凸优化的时域宽带旁瓣控制自适应波束形成

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声学学报 2007年第1期32卷 5-9页

作者：鄢社锋侯朝焕马晓川马远良中国科学院声学研究所北京100080 西北工业大学声学工程研究所西安710072

提出了基于凸优化的时域宽带旁瓣控制自适应波束形成方法。首先将基阵波束响应表达成一组FIR滤波器系数的线性函数,然后采用如下的优化准则来设计FIR滤波器组:在保证波束形成器对期望方向信号无失真输出且波束旁瓣低于设定值的条件下,... 详细信息

提出了基于凸优化的时域宽带旁瓣控制自适应波束形成方法。首先将基阵波束响应表达成一组FIR滤波器系数的线性函数,然后采用如下的优化准则来设计FIR滤波器组:在保证波束形成器对期望方向信号无失真输出且波束旁瓣低于设定值的条件下,使波束输出功率最小化。同时通过对滤波器系数的范数进行约束来保证波束形成器的稳健性。该波束形成器设计问题被表述成二阶锥规划的凸优化问题来求解。仿真结果验证了所提出方法的有效性。

关键词：自适应波束形成凸优化问题旁瓣控制宽带时域波束形成器滤波器系数输出功率

翼身融合水下滑翔机翼剖面上基于合成射流的主动流动控制数值研究

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中国造船 2022年第2期63卷 95-106页

作者：张小链杜晓旭冉秀忠西南技术工程研究所重庆400039 西北工业大学航海学院西安710072

为了探究水下合成射流对翼身融合的水下滑翔机翼剖面升阻特性影响的机理,基于计算流体力学(CFD)方法,采用SST k-ω湍流模型,针对不同攻角的NACA 0015水翼开展合成射流控制的数值研究,探究在水翼吸力面不同位置处施加不同动量系数的合成... 详细信息

为了探究水下合成射流对翼身融合的水下滑翔机翼剖面升阻特性影响的机理,基于计算流体力学(CFD)方法,采用SST k-ω湍流模型,针对不同攻角的NACA 0015水翼开展合成射流控制的数值研究,探究在水翼吸力面不同位置处施加不同动量系数的合成射流对其升阻特性的影响,并分析其作用机理。数值仿真表明:合理的合成射流可有效提升水翼升阻性能;随着合成射流动量系数的增大,水翼升阻性能提升;射流位置也会影响流动控制的效果。

关键词：翼身融合水下滑翔机 NACA 0015翼型合成射流主动流动控制

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超空泡水下航行器运动学与动力学模型

系统工程理论与实践 2013年第9期33卷 2437-2442页

作者：李代金罗凯党建军王育才张宇文西北工业大学航海学院

在考虑超空泡"时间延迟"效应的基础上,建立了强机动情况下的超空泡水下航行器空间运动学与动力学模型.为考察该模型在弱机动条件下的适配性,以航行器俯仰通道为例,对忽略超空泡时间延迟效应和考虑延迟效应两种情况进行了仿真对比研究,... 详细信息

在考虑超空泡"时间延迟"效应的基础上,建立了强机动情况下的超空泡水下航行器空间运动学与动力学模型.为考察该模型在弱机动条件下的适配性,以航行器俯仰通道为例,对忽略超空泡时间延迟效应和考虑延迟效应两种情况进行了仿真对比研究,得到如下结论:弱机动条件下,两种情况均能较好地反映航行器的运动特性;施加相同的俯仰角时,后者的一阶响应比例增益较小,且表现出较强的振荡特性,在控制系统设计时应特别注意微分环节的引入.研究结论对超空泡水下航行器控制技术研究具有重要意义.

关键词：超空泡水下航行器空泡时间延迟运动学与动力学模型强机动

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高速射弹小角度入水数值模拟研究

中国造船 2022年第3期63卷 31-39页

作者：祁晓斌刘喜燕王瑞苗圃李瑞杰西北机电工程研究所咸阳712099 西北工业大学航海学院西安712072

采用基于RANS方程的CFD方法,结合VOF多相流模型和动网格技术,并考虑水的可压缩性,研究带尾翼射弹高速小角度入水时的空泡发展和弹体姿态变化,分析入水角和入水攻角对射弹运动稳定性的影响。研究发现,射弹入水初期空泡呈现不对称性,锥段... 详细信息

采用基于RANS方程的CFD方法,结合VOF多相流模型和动网格技术,并考虑水的可压缩性,研究带尾翼射弹高速小角度入水时的空泡发展和弹体姿态变化,分析入水角和入水攻角对射弹运动稳定性的影响。研究发现,射弹入水初期空泡呈现不对称性,锥段部分区域沾湿,导致弹体抬头而形成正攻角,加剧了空泡的不对称性,从而引起跳弹和失稳。随着入水角增大,射弹入水稳定性增强。负攻角可以增强射弹入水稳定性,稳定性随负攻角的增大而增强;在正攻角下射弹稳定性随着攻角增大呈现先增强后降低的变化。

关键词：超空泡射弹小角度入水入水弹道稳定性 CFD数值模拟

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超空泡射弹尾翼流体动力特性实验分析

哈尔滨工业大学学报 2018年第10期50卷 137-142页

作者：王瑞党建军姚忠西北工业大学航海学院西安710072 西北机电工程研究所陕西咸阳712099

为研究尾翼对超空泡流型发展及射弹流体动力的影响,在高速水洞中进行了通气条件下的超空泡射弹尾翼流体动力特性实验.首先基于高速水洞搭建了通气空化绕流实验测试系统,同时根据射弹基本外形,按照相似理论设计了尾翼测力实验模型,为改... 详细信息

为研究尾翼对超空泡流型发展及射弹流体动力的影响,在高速水洞中进行了通气条件下的超空泡射弹尾翼流体动力特性实验.首先基于高速水洞搭建了通气空化绕流实验测试系统,同时根据射弹基本外形,按照相似理论设计了尾翼测力实验模型,为改变空泡壁面与尾翼的相对位置关系,用以研究穿刺高度对射弹尾翼流体动力特性的影响,实验中采用调整空泡尺寸或模型安装姿态来改变尾翼穿刺高度,最后对实验方案的合理性进行了充分的论证.通过改变测试工况对超空泡射弹尾翼的流体动力特性开展实验研究,得到了不同穿刺条件下尾翼对空泡流型的影响规律及其流体动力特性.研究结果表明:尾翼穿刺空泡以后,在其顶部和侧面生成的二次空泡将显著改变主体空泡的形态,且随着穿刺高度的增加,尾翼对主体空泡的影响更加明显;尾翼的流体动力主要产生于前缘沾湿部位,且随着穿刺高度的增加升力系数和阻力系数均显著增加;在尾翼穿刺空泡的条件下,其阻力系数和升力系数随攻角的增大而线性增加.

关键词：射弹超空泡穿刺高度流体动力特性实验研究